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《浅析pro／e的挖掘机液压轴的受力与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2007年第5期·设计与研究·文章编号:1001-2265(2007)05-0017-03基于PRO/E的挖掘机液压轴的受力分析与仿真孙毅,李岚,孔玉霞(南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001)摘要:针对液压挖掘机在进行挖掘作业时各杆件的运动情况,以PRO/E的CAM和CAE功能为基础,利用Mechanism和Mechanica两个模块,进行动态仿真,对其动力臂液压轴、斗杆液压轴、和铲斗液压轴进行应力分析,用图表表示仿真结果。关键词:PRO/E;液压挖掘机;动态仿真;应力分析中图分类号:TG65文献标识码:AHydraulicAxe
2、sofHydraulicExcavatorSimulationBaseonPRO/ESUNYi,LILan,KONGYu2xia(SchoolofMechanicalEngineering,NanHuauniversity,HuNanHengYang421001,China)Abstract:’2Keywords:CAE参数化软件系统,是目前国际上专业设计人员0前言使用最为广泛、先进、具有多种功能动态设计和仿真现代液压元件大部分是在高压、高速和恶劣的条软件系统。利用PRO/ENGINEER的运动仿真和有限件下工作的。因此,液压元件的传力
3、机构特别是动臂元分析功能,将各种可行性的方案输入就无需在实验液压轴、斗杆液压轴、铲斗液压轴应具有足够的强度室内进行大量的样机实验和分析,实现了产品的绿色和刚度来保证元件的正常运转。在真实的工况环境设计和虚拟设计。中进行模拟挖掘机作业的试验代价是高昂的,而且很2液压挖掘机运动轨迹分析难准确的对液压轴的受力进行定量分析。通过PRO/E软件对挖掘机的各个元件进行建模,然后将它们组挖掘机的工作装置,主要由动力臂,斗杆,铲斗和装成工作装置的模型,通过对模型进行动态仿真和分三个为之提供动力的液压缸组成。工作装置的各部件析,可以对系统做出适当的实时修
4、改或者按照仿真的均采用铰销连接,通过液压缸的伸缩运动来完成挖掘最佳结果来调整控制系统的参数,提高系统性能,减过程的作业运动。动臂下铰点与转台连接,由动臂液少后期修改而付出的昂贵代价和周期,实现高效开发压缸支承并改变动臂倾角,动臂缸活塞杆伸缩,使动臂系统的目标。绕下铰点转动,达到动臂的升或降。斗杆铰接在动臂1利用PRO/E进行设计的方法上端,斗杆与动臂间的相对位置由斗杆缸控制。铲斗铰接在斗杆前端,铲斗缸活塞伸缩即可使铲斗绕斗杆PRO/ENGINEERWildfire是由美国参数技术公端部伸缩。为扩大转角范围,常用连杆结构将铲斗与司(PTC
5、)推出的一套博大精深的集成CAD/CAM/收稿日期:2006-10-08作者简介:孙毅(1979—),男,山东济宁人,南华大学机械工程学院机械设计及其自动化专业硕士研究生,(E-mail)gongsunyi2005@163.com。·17··设计与研究·组合机床与自动化加工技术斗杆连接起来。的装配图,各构件之间有不同的运动副,能够模拟挖掘由于挖掘机在实际工作中,挖掘阶段转台不回转,机作业时的运动轨迹。静止不动,转台回转时,工作装置不挖掘,因此,挖掘机工作装置挖掘轨迹,可以归结为动臂,斗杆,和铲斗三个杆件的运动轨迹。进行工作装置的仿真时要
6、精确的确定各部件的长度,弯曲角度,各铰支点的位置等许多参数。设计中各参数要进行多次预选并进行试运算,通过反复试验获得理想的动力臂作业范围和合理的力学结构。使用计算机可以很方便的改变机构中任一杆的所有参数。动力学仿真有正、逆两种方式。正方式是已知系统所受的力、载荷,求系统的速度,加速度,位移等运动学参量变化的情况;逆方式是通过模拟系统的运动轨迹求系统的受力,载荷变化情况。这里通过PRO/E对图2 挖掘机的装配图液压挖掘机工作装置进行逆方式仿真,即取由动臂油输出图形结果缸、斗杆油缸、铲斗油缸配合运动得到挖掘轨迹,通过计算轨迹中这几个油缸的位
7、移运动,求得动臂的举升力,斗杆的挖掘力,和动臂,斗杆和铲斗质心的角速度,角加速度,位置等变化。3 用PRO/E进行仿真首先利用PRO/E的CAD功能对挖掘机工作装置的各个构件进行三维建模;然后完成工作装置的装配图,即将各构件动态连接起来,它们之间有不同的运动副,分别是动臂相对回转装置的转动副、斗杆绕动臂末端的转动副以及铲斗绕斗杆末端的转动副,把构件组合成一个能够运动的实体;接着进入Mechanism环境,对连接轴(动力臂液压轴、斗杆液压轴和铲斗液压轴)设置限制;继而为零件分配质量属性并对连接轴设置驱动;最后开始对挖掘机进行动态仿真并建立
8、动态分析,输出动力臂液压轴、斗杆液压轴、和铲斗液压轴的图3 动臂液压轴的受力状况应力分析图形。用图形简略表示如图1所示。图3是动臂液压轴在挖掘机摇臂运动过程中的受力状况图。由图形可以看出动臂轴在挖据过程中的
